绪论：

布拉格光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）因其优异的滤波和反射特性，在现代光通信系统和光子集成电路中占据着重要位置，广泛应用于光纤传感、光纤激光器和光通信系统中。然而，由于FBG中的散射现象，会导致频率噪声增加、带宽变宽，降低FBG的效率，还会引起不必要的能量损耗，严重时甚至会影响整个光纤系统的稳定性，从而影响系统的整体性能。因此，如何有效控制和抑制FBG制造过程中的散射现象，是当前研究的一个热点问题，也是亟待解决的科学问题。

不同方法飞秒激光直写光纤光栅的示意图和刻写光纤光栅的效果图

浙江大学光电科学与工程学院邱建荣教授研究团队开发了一种新的激光直写（Laser Direct Writing, LDW）技术，利用单脉冲逐面（Plane-by-Plane, Pl-b-Pl）刻写技术，通过改变激光脉冲的焦点形状和折射率修改区域的横截面形状，实现了高效的光栅制造，能够在保持低损耗和窄反射带的同时，实现反射率从-21.33 dB到-0.0018 dB的可控调节，并有效抑制侧散射现象。

这一创新方法通过改变激光脉冲的焦点形状和折射率修改区域的横截面形状，实现了高效的光栅制造，能够在保持低损耗和窄反射带的同时，实现反射率从-21.33 dB到-0.0018 dB的可控调节。

采用不同激光脉冲能量逐面刻写的光纤光栅俯视/横截面图像以及反射光谱

激光直写技术的改进：

研究团队采用平面-平面（Pl-b-Pl）技术，通过使用圆柱透镜将高斯光束转换为非圆光束来优化激光束形状，扩大了折射率修改区域。这种改进在制造过程中显著降低了激光强度梯度，显著降低了散射损耗，实现了更均匀的折射率修改，提高了光栅的耦合强度。

不同方法飞秒激光直写光纤光栅的电镜截面图像

反射率控制与侧散射抑制：

通过单脉冲平面-平面技术，团队实现了光栅反射率从-21.33 dB到-0.0018 dB的可控调节。这种高效反射率控制技术对于优化光纤传感器和光纤激光器的性能具有重要意义。与此同时，研究团队通过调整激光脉冲的焦点形状和扫描轨迹，有效抑制了侧散射现象，显著提高了光栅的整体性能。

不同方法飞秒激光直写光纤光栅的侧反射测量和仿真结果

实验结果表明，新方法制造的光栅结构在保持高反射率的同时，具有极低的散射损耗，这对于提高光纤系统的稳定性和效率具有重要意义。通过对激光脉冲参数的精确控制，实现了耦合强度和插入损耗的独立调节，使光栅在不同应用场景下均能达到最佳性能。

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